DE60313392T2

DE60313392T2 - Gasturbine

Info

Publication number: DE60313392T2
Application number: DE60313392T
Authority: DE
Inventors: Philip Patrick Solihull Walsh; Paul Brinklow Fletcher
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2023-05-03
Also published as: DE60313392D1; EP1362984A3; EP1362984B1; US6865891B2; US20040006994A1; EP1362984A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbine und insbesondere auf Gasturbinen, die nicht zum Antrieb von Flugzeugen bestimmt sind, obgleich die Erfindung auch auf Gasturbinentriebwerke für Flugzeuge anwendbar sein kann.
Ein hauptsächlicher Gesichtspunkt für den Betrieb von Gasturbinen ist der spezifische Brennstoffverbrauchswert (SFC), gemessen in kg/kWh. Im Allgemeinen arbeiten bestimmte Gasturbinen, insbesondere für Schiffsantriebe, für Fahrzeugantriebe, für Flugantriebe und sogar für industrielle Anlagen, während eines beträchtlichen Anteils des Betriebes mit einer niedrigen Leistung. Eine Gasturbine benutzt ein heißes Arbeitsmittel, das mit einem gegebenen Expansionsverhältnis in den Turbinen expandiert, zur Erzeugung einer Leistung, die höher ist als jene, die erforderlich ist, um den Kompressor zur Erzeugung des entsprechenden Druckverhältnisses anzutreiben. Dies ist eine Folge von Druck- und Temperaturverhältnissen, die proportional zueinander während der Kompression oder Expansion in einem einfachen Gasturbinenzyklus stehen, was bedeutet, dass eine Temperaturänderung und demgemäß eine Änderung der Arbeit proportional zu dem ursprünglichen Temperaturwert ist. Daher führt eine Verminderung des Anteils des Brennstoffs, der für eine Teilleistung verfügbar ist, zu verminderten Temperaturwerten und demgemäß einer verringerten Geschwindigkeit und einem verringerten Druckverhältnis, was zu einem beträchtlichen Ansteigen des spezifischen Brennstoffverbrauchs (SFC) führt.
Rekuperative Gasturbinen benutzen Wärmeaustauscher, um Wärme von der Endstufe der Turbine zurückzuführen, um die komprimierte Luft vorzuheizen, die in die Verbrennungsvorrichtung eintritt. Dies unterstützt die Brennstoffausnutzung, indem die Verbrennungslufttemperatur angehoben und daher der Anteil von Brennstoff begrenzt wird, der benötigt wird, um die Turbineneinlasstemperatur zu erreichen.
Unsere veröffentlichte internationale Patentanmeldung WO 9936688 A beschreibt eine kleine Gasturbine mit einem Zentrifugalkompressor, mit einem Diffusor, mit einem Wärmeaustauscher, mit einer Verbrennungsvorrichtung und mit wenigstens einer Turbine. Der Kompressor besitzt veränderbare Einlassleitschaufeln, der Diffusor besitzt veränderbare Auslassleitschaufeln und die wenigstens eine Turbine besitzt veränderbare Einlassleitschaufeln, so dass die Strömungskapazität einer jeden Komponente unabhängig einstellbar ist, wodurch Temperatur, Druckverhältnis und Drehzahl der Gasturbine im Wesentlichen konstant gehalten werden.
Unsere veröffentlichte europäische Patentanmeldung EP 1055809 A2 beschreibt eine kleine Gasturbine mit einem Zentrifugalkompressor, mit einem Diffusor, mit einem Wärmeaustauscher, mit einer Verbrennungsvorrichtung und mit wenigstens einer Turbine. Der Kompressor besitzt veränderbare Einlassleitschaufeln, der Diffusor besitzt veränderbare Auslassleitschaufeln, die Verbrennungsvorrichtung besitzt einen veränderbaren Einlassquerschnitt und die wenigstens eine Turbine besitzt veränderbare Einlassleitschaufeln, so dass die Strömungskapazität einer jeden Komponente unabhängig einstellbar ist, wodurch Temperatur, Druckverhältnis und Drehzahl der Gasturbine im Wesentlichen konstant gehalten werden können.
Eine wirksame Möglichkeit, um einen niedrigen Brennstoffverbrauch bei jedem speziellen Leistungspegel zu gewährleisten, besteht darin, eine kleinere Gasturbine im Hinblick auf Luftströmung und Leistung zu benutzen. Jedoch ist die erforderliche maximale Leistung der Gasturbine festgelegt, und demgemäß kann die Gasturbine nicht kleiner im Hinblick auf Luftströmung und Leistung gemacht werden.
Demgemäß bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung einer neuartigen Gasturbine, die die oben erwähnten Probleme vermindert und vorzugsweise löst.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung eine Gasturbine, umfassend einen ersten Kompressor, eine Verbrennungsvorrichtung und eine erste Turbine, die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die erste Turbine den ersten Kompressor antreibt und der erste Kompressor einstellbare Einlassleitschaufeln aufweist und die erste Turbine einstellbare Einlassleitschaufeln besitzt, wobei ein zweiter Kompressor stromauf des ersten Kompressors angeordnet ist, ein Hilfseinlass stromauf des ersten Kompressors und stromab des zweiten Kompressors angeordnet ist, Ventilmittel stromauf des ersten Kompressors und stromab des zweiten Kompressors angeordnet sind, wobei die Ventilmittel zwischen einer ersten Stellung, in der der zweite Kompressor den ersten Kompressor mit einem Fluid speist, und einer zweiten Stellung beweglich sind, in der der zweite Kompressor den ersten Kompressor nicht mit dem Fluid speist und der Hilfseinlass dem ersten Kompressor ein Fluid zuführt, und selektiv antreibbare Mittel vorgesehen sind, um selektiv den zweiten Kompressor anzutreiben.
Vorzugsweise ist eine zweite Turbine stromab der ersten Turbine angeordnet und die zweite Turbine besitzt einstellbare Einlassleitschaufeln.
Vorzugsweise ist die zweite Turbine derart angeordnet, dass sie eine Abtriebswelle antreibt. Vorzugsweise ist die zweite Turbine so ausgebildet, dass sie die Ausgangswelle über ein Getriebe antreibt. Vorzugsweise ist die zweite Turbine derart angeordnet, dass sie den zweiten Kompressor über das Getriebe antreibt. Vorzugsweise ist die zweite Turbine derart angeordnet, dass sie den zweiten Kompressor über ein zweites Getriebe antreibt.
Alternativ ist die erste Turbine derart angeordnet, dass sie eine Abtriebswelle antreibt. Die erste Turbine kann so angeordnet sein, dass sie eine Ausgangswelle über ein Getriebe antreibt. Die erste Turbine kann so angeordnet werden, dass sie den zweiten Kompressor über ein zweites Getriebe antreibt.
Vorzugsweise umfassen die selektiven Antriebsmittel eine Kupplung.
Alternativ kann die Abtriebswelle so angeordnet sein, dass sie einen elektrischen Generator antreibt.
Alternativ umfassen die selektiven Antriebsmittel einen elektrischen Generator, der durch die zweite Turbine angetrieben wird und einen Elektromotor, der den zweiten Kompressor antreibt.
Vorzugsweise umfassen die Ventilmittel wenigstens ein schwenkbar gelagertes Klappenventil. Vorzugsweise umfassen die Ventilmittel mehrere Klappenventile.
Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um selektiv die Ventilmittel zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen.
Vorzugsweise ist ein Rekuperator zwischen dem ersten Kompressor und der Verbrennungsvorrichtung angeordnet.
Vorzugsweise ist der erste Kompressor ein Zentrifugalströmungskompressor. Vorzugsweise ist der zweite Kompressor ein Zentrifugalströmungskompressor.
Vorzugsweise ist die erste Turbine eine Radialströmungsturbine. Vorzugsweise ist die zweite Turbine eine Axialströmungsturbine.
Vorzugsweise ist ein Diffusor zwischen dem ersten Kompressor und der Verbrennungsvorrichtung angeordnet, wobei der Diffusor hinsichtlich der Querschnittsfläche einstellbare Leitschaufeln besitzt.
Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um eine Kühlflüssigkeit in die Gasturbine einzuspritzen, und die Mittel zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit sind so angeordnet, dass die Kühlflüssigkeit stromauf des ersten Kompressors in den ersten Kompressor hinein, zwischen den ersten Kompressor und den Wärmeaustauscher in den Wärmeaustauscher hinein und zwischen die Verbrennungsvorrichtung und die erste Turbine in die erste Turbine hinein oder zwischen die erste Turbine und den Wärmeaustauscher eingespritzt wird.
Die Mittel zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit können so angeordnet sein, dass die Kühlflüssigkeit zwischen der Verbrennungsvorrichtung und der ersten Turbine in die erste Turbine oder zwischen die erste Turbine und den Wärmeaustauscher eingespritzt wird.
Die Mittel zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit können so angeordnet sein, dass Kühlflüssigkeit zwischen die erste Turbine und die zweite Turbine eingespritzt wird. Die Mittel zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit können so angeordnet sein, dass Kühlflüssigkeit zwischen die Verbrennungsvorrichtung und die erste Turbine, in die erste Turbine hinein, zwischen die erste Turbine und die zweite Turbine, in die zweite Turbine hinein oder zwischen die zweite Turbine und den Wärmeaustauscher eingespritzt wird.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Ansicht einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Ansicht einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Ansicht einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine schematische Ansicht einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Ansicht einer Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet für Schiffsantriebe oder Fahrzeugantriebe, die größtenteils mit niedriger Leistung arbeiten. Beispielsweise kann eine in einem Fahrzeug angeordnete Gasturbine 6 % der verfügbaren Leistung bei Geschwindigkeiten von etwa 30 mph (48 km/h), 18 % der verfügbaren Leistung bei Geschwindigkeiten von etwa 56 mph (90 km/h), 35 % der verfügbaren Leistung bei Geschwindigkeiten von etwa 75 mph (120 km/h) bei einem Fahrzeug benötigen, das eine maximale Geschwindigkeit von 115 mph (185 km/h) hat.
Die Gasturbine 10 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, wie aus 1 ersichtlich, in Strömungsrichtung hintereinander einen Einlass 12, einen Einlasskanal 14, einen Zentrifugal-Luftströmungskompressor 16, einen Diffusor 18, einen Wärmeaustauscher 20, eine Verbrennungsvorrichtung 22, eine erste Radialströmungsturbine 24, eine zweite Axialströmungsturbine 26, den Wärmeaustauscher 20 und einen Auspuff 28. Die erste Turbine 24 treibt den ersten Kompressor 16 über eine Welle 30. Die zweite Turbine 26 treibt eine Abtriebswelle über eine Welle 34 und ein erstes Getriebe 36. Die Abtriebswelle 32 ist mit irgendeiner geeigneten Last (nicht dargestellt) verbunden, beispielsweise mit den Antriebsrädern eines Motorfahrzeuges oder der Schiffsschraube eines Schiffes oder mit einem elektrischen Generator.
Der Einlasskanal 14 umfasst eine Stufe mit einstellbaren Einlassleitschaufeln 38 stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16. Der Diffusor umfasst eine Stufe einstellbarer Leitschaufeln 40. Die erste Radialströmungsturbine 24 umfasst eine Stufe von einstellbaren Einlassleitschaufeln 42 stromauf der ersten Turbine 24 und die zweite Axialströmungsturbine 26 umfasst eine Stufe einstellbarer Einlassleitschaufeln 44 stromauf der zweiten Turbine 26. Die Verbrennungsvorrichtung 22 ist mit nicht dargestellten Ventilen versehen, um die Luftströmung in die Verbrennungsvorrichtung zu verändern.
Der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 ist stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 angeordnet. Der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 besitzt einen Einlass 46 an seinem stromaufwärtigen Ende und einen Auslasskanal 50 an seinem stromabwärtigen Ende. Der Auslasskanal 50 ist mit dem Einlasskanal 14 des ersten Radialströmungskompressors 16 über eine Öffnung 52 verbunden. Ein Klappenventil oder mehrere Klappenventile 54 sind schwenkbar über Gelenke 56 am Einlasskanal 14 und am Auslasskanal 50 derart angeordnet, dass in einer ersten Stellung die Klappenventile 54 zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich sind.
In der ersten Stellung öffnen die Klappenventile 54 die Öffnung 52, so dass der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 Luft an den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 liefern kann, wobei die Klappenventile 54 den Einlass 12 derart absperren, dass keine Luft vom Einlass 12 an den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 gelangen kann.
In der zweiten Stellung öffnen die Klappenventile 54 den Einlass 12 derart, dass der Einlass 12 Luft an den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 liefert, und die Klappenventile 54 schließen die Öffnung 52, so dass keine Luft vom zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 an den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 gelangen kann.
Die zweite Axialströmungsturbine 26 treibt den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 über die Welle 34 und das Getriebe 36 an. Das Getriebe 36 treibt außerdem eine Welle 58, die an eine Koaxialwelle 62 gekuppelt ist. Die Welle 62 treibt ein zweites Getriebe 64, und das zweite Getriebe 64 treibt seinerseits eine Welle 66, auf der der zweite Axialströmungskompressor 48 angeordnet ist.
Wenn im Betrieb die Gasturbine 10 mit hoher Leistung arbeitet, dann überträgt die Kupplung 60 den Antrieb von der Welle 58 auf die Welle 62, so dass der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 durch die zweite Axialströmungsturbine 26 angetrieben wird. Die Klappenventile 54 werden in die erste Stellung bewegt, so dass Luft von dem zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 dem ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zugeführt wird.
Wenn im Betrieb die Gasturbine 10 mit geringer Leistung arbeitet, dann überträgt die Kupplung 60 den Antrieb von der Welle 58 auf die Welle 62 nicht, so dass der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 nicht durch die zweite Axialströmungsturbine 26 angetrieben wird. Die Klappenventile 54 werden in die zweite Stellung bewegt, so dass Luft vom Einlass 12 dem ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zugeführt wird.
Der Wert des Druckverhältnisses von etwa 4,5:1 wird so gewählt, dass bei ansteigendem Druckverhältnis die spezifische Leistung erhöht wird. Die Leistung nimmt zu, weil sowohl die Strömung als auch das Druckverhältnis erhöht wird.
Die veränderbaren Leitschaufeln 38, 40, 42, 44 und die Ventile 54 vermeiden die Betriebsbeschränkungen, die einer herkömmlichen Gasturbine fester Geometrie anhaften. Beispielsweise können das Druckverhältnis und demgemäß die Leistung des Kernmotors, des ersten Kompressors 16, der Verbrennungsvorrichtung 22 und der ersten Turbine 24 mit einem geringeren Anstieg der Temperatur der Verbrennungsvorrichtung 22 erreicht werden, wenn die Kapazität der zweiten Axialströmungsturbine 26 in Bezug auf die Kapazität der ersten Radialströmungsturbine 24 erhöht wird.
Die Leistung kann vergrößert werden, indem das Druckverhältnis sowie die Temperatur der Verbrennungsvorrichtung 22 beträchtlich erhöht werden, um eine Erhöhung der Einlasstemperatur des Wärmeaustauschers 20 zu vermeiden, so dass der Wärmeaustauscher 20 nicht beschädigt wird.
Die Klappenventile 54 können preisgünstige nicht angetriebene Klappenventile 54 sein, so dass bei geringen Leistungswerten, wenn der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 nicht aktiv ist, der erste Zentrifugalströmungskompressor 16 wirksam Luft über den Einlass 12 ansaugt, um den Druckverlust durch Ansaugen durch den zweiten Zentrifugalströmungs-kompressor 48 allein zu vermindern. Wenn der zweite Zentrifugalströmungs-kompressor 48 aktiv ist, dann drückt der Speisedruck die Klappenventile 54 in die erste Stellung, um einen Leckstrom von Luft durch den Einlass 12 zu verhindern.
Die Klappenventile 54 können durch motorisch angetriebene (nicht dargestellte) Antriebe, beispielsweise hydraulische, pneumatische, elektrische oder mechanische Kolbenantriebe, bewegt werden.
Es ist möglich, die in den Einlass 46 eingesaugte Luft zu benutzen, um den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 anzutreiben, wenn die zweite Axialströmungsturbine 26 den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 nicht antreibt, um den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 auf einer prägnanten Drehzahl zu halten. Dies vermindert die Zeitverzögerung des Ansprechens der Turbine, was geschehen könnte, wenn der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 vom Ruhezustand beschleunigt, und es wird auch die Abnutzung der Kupplung 60 und der Getriebe 36 und 64 vermindert.
Diese Anordnung ermöglicht auch das Anzapfen von Anzapfluft aus dem Kanal 14 zwischen dem zweiten Radialströmungskompressor 48 und dem ersten Radialströmungskompressor 16 oder vom stromabwärtigen Ende des ersten Radialströmungskompressors 16 der Gasturbine 10 mit unterschiedlichen Drücken und Ausgangsleistungswerten. Dadurch wird die Turbine in besonderem Maße geeignet als Flugzeug-Hilfs-Gasturbinentriebwerke.
Eine weitere Gasturbine 110 gemäß der Erfindung ist in 2 dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die 2 ist der 1 ähnlich, aber sie unterscheidet sich insofern, als keine zweite Turbine vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Radialströmungsturbine 24 so angeordnet, dass sie eine Abtriebswelle 70 über die Welle 30 und eine kontinuierlich verstellbare Übertragung 68 antreibt. Die erste Radialströmungsturbine 24 treibt den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 über die Welle 30 an, die an eine Koaxialwelle 62 angekuppelt ist. Die Welle 62 treibt ein Getriebe 64 an, und das Getriebe 64 treibt seinerseits eine Welle 66 an, auf der der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 angeordnet ist.
Eine weitere Gasturbine 210 gemäß der Erfindung ist in 3 dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die 3 ist der 1 ähnlich, aber sie unterscheidet sich hiervon dadurch, dass keine zweite Turbine vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel treibt die erste Radialströmungsturbine 24 einen elektrischen Generator 72, beispielsweise einen Hochfrequenzgenerator, über die Welle 30 an. Der elektrische Generator 72 liefert elektrische Leistung über die Leistungselektronik 74 an elektrische Starkstromleitungen 76. Die erste Radialströmungsturbine 24 treibt den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 über die Welle 30 an, die an eine Koaxialwelle 62 angekuppelt ist. Die Welle 62 treibt ein Getriebe 64 an, und das Getriebe 64 treibt seinerseits eine Welle 66 an, auf der der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 angeordnet ist.
Eine weitere Gasturbine 310 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 4 dargestellt. Diese weist in Strömungsrichtung hintereinander einen Einlass 12, einen Einlasskanal 14, einen ersten Axial-Luftströmungskompressor 16, einen Diffusor 18, einen Wärmeaustauscher 20, eine Verbrennungsvorrichtung 22, eine erste Radialströmungsturbine 24, eine zweite Axialströmungsturbine 26, den Wärmeaustauscher 20 und einen Auspuff 28 auf. Die erste Turbine 24 treibt den ersten Kompressor 16 über eine Welle 30 an. Die zweite Turbine 26 treibt eine Abtriebswelle über eine Welle 34 und ein erstes Getriebe 36 an. Die Abtriebswelle 32 ist mit irgendeiner nicht dargestellten Last verbunden, und sie treibt beispielsweise die Antriebsräder eines Motorfahrzeuges oder die Schiffsschraube eines Schiffes oder einen elektrischen Generator an.
Der Einlasskanal 14 weist eine Stufe mit einstellbaren Einlassleitschaufeln 38 stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 auf. Der Diffusor besitzt eine Stufe mit veränderbaren Leitschaufeln 40. Die erste Radialströmungsturbine 24 umfasst eine Stufe veränderbarer Einlassleitschaufeln 42 stromauf der ersten Turbine 24, und die zweite Axialströmungsturbine 26 umfasst eine Stufe veränderbarer Einlassleitschaufeln 44 stromauf der zweiten Turbine 26. Die Verbrennungsvorrichtung 22 ist mit nicht dargestellten Ventilen versehen, um die Luftströmung in die Verbrennungsvorrichtung 22 zu verändern.
Ein zweiter Zentrifugalströmungskompressor 48 ist stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 angeordnet. Der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 besitzt einen Einlass 46 an seinem stromaufwärtigen Ende und einen Auslasskanal 50 an seinem stromabwärtigen Ende. Der Auslasskanal 50 ist mit dem Einlasskanal 14 des ersten Radialströmungskompressors 16 über eine Ausnehmung 52 verbunden. Ein Klappenventil oder mehrere Klappenventile 54 sind schwenkbar über Gelenke 56 am Einlasskanal 14 und am Auslasskanal 50 derart vorgesehen, dass in einer ersten Stellung die Klappenventile 54 zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich sind.
In der ersten Stellung der Klappenventile 54 wird die Öffnung 52 freigegeben, so dass der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 Luft nach dem ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 fördert, und die Klappenventile 54 schließen den Einlass 12, so dass keine Luft vom Einlass 12 nach dem ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 gelangen kann.
In der zweiten Stellung öffnen die Klappenventile 54 den Einlass 12, so dass der Einlass 12 Luft an den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zuführt, und die Klappenventile 54 schließen die Öffnung 52, so dass keine Luft vom zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 an den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 gelangen kann.
Die zweite Axialströmungsturbine 26 treibt den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 über die Welle 34 und das Getriebe 36 an. Das Getriebe 36 treibt außerdem eine Welle 58 an, die an eine Koaxialwelle 62 angekuppelt ist. Die Welle 62 treibt ein zweites Getriebe 64 und das zweite Getriebe 64 treibt seinerseits eine Welle 66 an, auf der der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 festgelegt ist.
Es ist eine Wasserquelle 80 vorgesehen, um die Gasturbine 10 mit Wasser zu versorgen. Das Wasser wird einer Behandlungsanlage 82 zugeführt, um gereinigtes Wasser zu erzeugen, das in einem Frischwassertank 84 gespeichert wird. Die Behandlungsanlage 82 hat einen hohen Reinheitsgrad, um eine Beschädigung der Gasturbine durch Erosion, Korrosion oder Ablagerungen zu vermeiden. Die Behandlungsanlage 82 entfernt gelöste Feststoffe, organisches Material und Ionen. Das Frischwasser 84 wird der Gasturbine 10 über eine Pumpe 86 zugeführt.
Die Pumpe 86 ist über ein Rohr 88 und ein Ventil 90 mit dem Auslasskanal 50 stromab des zweiten Zentrifugalströmungskompressors 48 stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 verbunden. Die Pumpe 86 ist über Rohre 92 und 94 und das Ventil 96 an eine Stelle zwischen dem ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 und dem Wärmeaustauscher 20 angeschlossen. Die Pumpe 86 ist über Rohre 92 und 98 und ein Ventil 100 an eine Stelle zwischen dem Wärmeaustauscher 20 und der Verbrennungsvorrichtung 22 angeschlossen. Die Pumpe 86 ist über Rohre 106 und 108 und ein Ventil 110 an eine Stelle zwischen der Verbrennungsvorrichtung 22 und der ersten Radialströmungsturbine 24 angeschlossen. Die Pumpe 86 ist über Rohre 106 und 112 und ein Ventil 114 an eine Stelle zwischen der ersten Radialströmungsturbine 24 und der zweiten Axialströmungsturbine 26 angeschlossen. Die Pumpe 86 ist über Rohre 106 und 116 und ein Ventil 118 an eine Stelle zwischen der zweiten Axialströmungsturbine 26 und dem Wärmeaustauscher 20 angeschlossen.
Stromab des Wärmeaustauschers 20 ist eine Kondensator 120 angeordnet, um Wasser aus den Abgasen 28 zu entfernen, und der Kondensator 120 ist so angeordnet, dass das wiedergewonnene Wasser in den Wassertank 80 überführt wird.
Das Wasser wird in die Gasturbine 10 an einer geeigneten Stelle durch irgendein geeignetes Wassereinspritzgerät eingespritzt. Es können Zusätze, beispielsweise Methanol, dem Wasser zugegeben werden, um die Zerstäubung und/oder Verdampfung durch Absenkung der Oberflächenspannung zu verbessern und um ein Einfrieren des gespeicherten Wassers zu verhindern. Das Wassereinspritzgerät ist so angeordnet, dass es Wassertropfen erzeugt, die so klein als möglich sind, um eine Erosion zu vermeiden und die Oberfläche zu maximieren, um eine maximale Verdampfung des Wassers zu erzeugen. Die Wassertropfen haben eine Tropfengröße von weniger als 20 μm und vorzugsweise weniger als 10 μm und noch besser weniger als 5 μm.
Das Wassereinspritzgerät kann derart unter Druck gesetzt werden, dass Hochdruckwasser in einer Wirbelkammer verwirbelt wird, bevor es ausgespritzt wird.
Das Wassereinspritzgerät kann derart unter Druck gesetzt werden, dass Hochdruckwasser mit hoher Geschwindigkeit durch Kollision an einem Aufprallkörper zerstäubt wird. Das Wassereinspritzgerät kann mit einem Gasstrom derart gespeist werden, dass das Niederdruckwasser zerstäubt wird, bevor es ausgespritzt wird. Das Wassereinspritzgerät kann mit einem Gas gespeist werden, das im Wasser gelöst ist derart, dass das Gas sprudelt, wenn der Druck beim Ausspritzen des Wassers vermindert wird, damit das die Wassertropfen enthaltene Gas veranlasst wird, in noch feinere Wassertropfen zu explodieren. Das Wassereinspritzgerät kann auf etwa 100 Bar unter Druck gesetzt werden, und es kann derart erhitzt werden, dass die Wassertropfen durch Kochen oder Blitzzerstäubung zerstäubt werden.
Wenn die Gasturbine 10 mit hoher Leistung arbeitet, wird Wasser in die Gasturbine 10 eingespritzt, um die Leistung zu erhöhen, die bei einer gegebenen Größe der Gasturbine 10 erlangt werden kann. Bei hohen Leistungswerten wird eines der Ventile 90, 96 und 104 oder es werden mehrere dieser Ventile geöffnet, damit Wasser in die Gasturbine 10 stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 in den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zwischen den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 und den Wärmeaustauscher und in den Wärmeaustauscher 20 eingespritzt werden kann. Die Ventile 90, 96 und 104 werden in der Weise gesteuert, dass die Wassereinspritzrate an den jeweiligen Stellen so gesteuert wird, dass eine maximale Leistungserhöhung zustandekommt, und z.B. können einige der Ventile 90, 96 und 104 geschlossen werden.
Bei einer gegebenen Temperatur der Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung 22 erhöht das Einspritzen von Wasser an irgendeiner der oben erwähnten Stellen die Leistung der Gasturbine 10 infolge der Massenströmung des Wassers. Das Einspritzen von Wasser an irgendeiner der erwähnten Stellen erhöht den Wirkungsgrad, weil die Luft am Eintritt des Wärmeaustauschers 20 eine niedrigere Temperatur hat, wodurch die Wärmegewinnung aus den Abgasen 28 erhöht wird. Das Einspritzen von Wasser stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 erzeugt einen Einlasskühleffekt, wodurch die Kompressorarbeit vermindert und die Strömung durch den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 erhöht wird, was eine weitere Erhöhung der Leistung zur Folge hat. Das Einspritzen von Wasser in den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 erzeugt einen Zwischenkühleffekt, wodurch die Kompressorarbeit vermindert und die Strömung durch den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 erhöht wird, was eine weitere Erhöhung der Leistung zur Folge hat.
Die Tatsache, dass die hohen Leistungswerte nur intermittierend erscheinen bedeutet, dass Größe und Gewicht der Tanks 80 und 84 und des Wassers in den Tanks 80 und 84 nicht prohibitiv wird. Dadurch wird auch die Möglichkeit einer Erosion der Bauteile der Gasturbine 10 durch Aufprall der Wassertropfen vermindert.
Dies bedeutet, dass die Gasturbine 10 kleiner bemessen werden kann und dennoch in der Lage ist, die gegebene Leistung zu liefern, und dies bedeutet eine beträchtliche Brennstoffersparnis bei niedrigen Leistungswerten und bei hohen Leistungswerten.
Wenn die Gasturbine 10 im Betrieb mit niedriger Leistung arbeitet, braucht Wasser nicht in die Gasturbine 10 eingespritzt zu werden. Es ist jedoch zweckmäßig, dass auch bei geringer Leistung Wasser in die Gasturbine 10 eingespritzt wird, um den Brennstoffverbrauch zu verringern. Bei niedriger Leistung wird eines der Ventile 90, 96 und 104 oder es werden mehrere dieser Ventile geöffnet, damit Wasser in die Gasturbine 10 stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 in den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zwischen den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 und den Wärmeaustauscher 20 und in den Wärmeaustauscher 20 eingespritzt werden kann. Die Ventile 90, 96 und 104 werden derart gesteuert, dass die Wassereinspritzrate an den jeweiligen Stellen so gesteuert wird, dass der Brennstoffverbrauch vermindert wird, und es können z.B. einige der Ventile 90, 96 und 104 geschlossen werden.
Durch die Anordnung einstellbarer Einlassleitschaufeln 42 für die erste Radialströmungsturbine 24 wird das Einspritzen von hohen Strömungsraten von Wasser ermöglicht, ohne dass eine Kompressorpumpgrenze auftreten würde, die sonst in Erscheinung träte, wenn feste Einlassleitschaufeln vorgesehen wären. Die Anordnung einstellbarer Diffusorleitschaufeln 40 für den ersten Zentrifugal strömungskompressor 16 ermöglicht das Einspritzen von hohen Wasserströmungsraten, ohne dass eine Verminderung der Kompressorpumpgrenze auftritt, die sonst bei festen Einlassleitschaufeln auftreten würde.
Durch die Anordnung von einstellbaren Einlassleitschaufeln 38, von einstellbaren Diffusorleitschaufeln 40, von einstellbaren Einlassleitschaufeln 42 und von einstellbaren Einlassleitschaufeln 44 kann die Strömung in den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16, die erste Radialströmungsturbine 24 und die zweite Axialströmungsturbine 26 so gesteuert werden, dass eine Erosion der Rotorkomponenten durch Aufprall von Wassertropfen vermindert und vorzugsweise minimiert wird.
Während einer Beschleunigung der Gasturbine 10 wird Wasser in die Gasturbine 10 eingespritzt, um schnell die Leistung der Gasturbine 10 hochzufahren. Während der Beschleunigung wird eines der Ventile oder es werden mehrere der Ventile 90, 96 und 104 geöffnet, damit Wasser in die Gasturbine 10 stromauf des ersten Zentrifugalströmungskompressors 16 in den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zwischen den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 und den Wärmeaustauscher 20 und in den Wärmeaustauscher 20 eingespritzt werden kann. Die Ventile 90, 96 und 104 werden derart gesteuert, dass die Wassereinspritzrate an den jeweiligen Stellen im Hinblick auf eine maximale Leistungsverstärkung gesteuert werden, indem beispielsweise einige der Ventile 90, 96 und 104 geschlossen werden können. Die Ventile 90, 96 und 104 und die einstellbaren Einlassleitschaufeln 38, die einstellbaren Diffusorleitschaufeln 40, die einstellbaren Einlassleitschaufeln 42 und die einstellbaren Einlassleitschaufeln 44 werden so gesteuert, dass eine geeignete Pumpgrenze für den ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 gewährleistet bleibt.
Beim Herunterfahren der Gasturbine 10 wird Wasser in die Gasturbine 10 eingespritzt, um schnell die Leistung der Gasturbine 10 zu vermindern. Beim Herunterfahren wird eines der Ventile oder es werden mehrere der Ventile 110, 114 und 118 geöffnet, damit Wasser in die Gasturbine 10 stromauf der ersten Radialströmungsturbine 24 zwischen die erste Radialströmungsturbine 24 und die zweite Axialströmungsturbine 26 oder zwischen die zweite Axialströmungsturbine 26 und den Wäremeaustauscher 20 eingespritzt werden kann. Die Ventile 110, 114 und 108 werden derart gesteuert, dass die Wassereinspritzrate an den jeweiligen Stellen im Hinblick auf eine maximale Leistungsverminderung eingestellt wird, und z.B. können einige der Ventile 110, 114 und 118 geschlossen werden. Die Leistungsverminderung wird erreicht, indem der Temperaturwert in den Turbinen 24 und 26 vermindert wird und indem der erheblichen Wärmeübertragung aus den Abgasen 28 in die nach der Verbrennungsvorrichtung 22 strömenden Luft durch den Wärmeaustauscher 20 entgegengewirkt wird. Dadurch wird auch die Gefahr eines Auslöschens der Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung 22 durch die übliche schnelle Verminderung der Brennstoffzufuhr herabgesetzt. Dies kann auch im Falle eines Bruchs einer Welle, beim Abschalten der Last oder bei einem Nothalt benutzt werden.
Der Anteil des stromauf der Luftseite des Wärmeaustauschers 20 und/oder auf der Abgasseite eingespritzten Wassers kann vorübergehend verändert werden, um die thermischen Zyklen zu minimieren, denen der Wärmeaustauscher 20 ausgesetzt ist.
Zusätzlich kann Wasser auf das Kompressorgehäuse und/oder das Turbinengehäuse gespritzt werden, um den Zwischenraum zwischen den Spitzen der Rotorlaufschaufeln und den Gehäusen einzustellen.
Das der Gasturbine 10 zugeführte Wasser kann vor dem Einspritzen unter Benutzung einer Heizvorrichtung 122 erhitzt werden. Die Abgase 28 strömen durch die Heizvorrichtung 122, die stromab des Wärmeaustauschers 20 angeordnet ist. Es ist zweckmäßig, dass das von den Rohren 94, 98 und 102 zugeführte Wasser durch die Heizvorrichtung 122 erhitzt wird, um den Brennstoffverbrauch zu verbessern. Es ist zweckmäßig, dass das von dem Rohr 88 zugeführte Wasser unbeheizt bleibt, weil erhitztes Wasser die Kühlwirkung des eingespritzten Wassers beeinträchtigen würde.
Die feuchte, der Verbrennungsvorrichtung 22 zugeführte Luft vermindert die Emissionen von NOx, ohne dass es erforderlich wäre, einen Abgaskatalysator vorzusehen oder eine Vormischbrennkammer für magere Verbrennung anzuordnen.
Wenn die Gasturbine 10 mit hohen Leistungswerten in Betrieb ist, dann überträgt die Kupplung 60 den Antrieb von der Welle 58 auf die Welle 62, so dass der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 durch die zweite Axialströmungsturbine 26 angetrieben wird. Die Klappenventile 54 werden in die erste Stellung überführt derart, dass Luft von dem zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 dem ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zugeführt wird.
Wenn die Gasturbine 10 mit niedrigen Leistungswerten in Betrieb ist, dann überträgt die Kupplung 60 keine Leistung von der Welle 58 nach der Welle 62, so dass der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 durch die zweite Axialströmungsturbine 26 nicht angetrieben wird. Die Klappenventile 54 werden in die zweite Stellung überführt, so dass Luft vom Einlass 12 dem ersten Zentrifugalströmungskompressor 16 zugeführt wird.
Die Werte des Druckverhältnisses von ungefähr 4,5:1 werden so gewählt, dass das ansteigende Druckverhältnis die spezifische Leistung erhöht. Die Leistungszunahme ist eine Folge der Erhöhung sowohl von Strömung als auch von Druckverhältnis.
Die Benutzung des zweiten Zentrifugalströmungskompressors 48 bei Hochleistungsbetrieb erfordert einen relativ langen Strömungspfad, wodurch die Verweilzeit zur Verdampfung von Wasser für die Wasserzwischenkühlung vergrößert wird.
Die einstellbaren Leitschaufeln 38, 40, 42 und 44 sowie die Ventile 54 vermeiden die Betriebsbeschränkungen, die einer herkömmlichen Gasturbine mit fester Geometrie eigen sind. Beispielsweise können Druckverhältnis und demgemäß Leistung des Kerntriebwerks, des ersten Kompressors 16, der Verbrennungsvorrichtung 22 und der ersten Turbine 24 mit einer geringeren Erhöhung der Verbrennungstemperatur in der Verbrennungsvorrichtung 22 erreicht werden, wenn die Kapazität der zweiten Axialströmungsturbine 26 in Bezug auf jene der ersten Radialströmungsturbine 24 erhöht wird.
Die Leistung kann erhöht werden, indem das Druckverhältnis beträchtlich erhöht wird und indem die Temperatur der Verbrennungsvorrichtung 22 erhöht wird, um eine Erhöhung der Einlasstemperatur am Wärmeaustauscher 20 zu vermeiden, so dass der Wärmeaustauscher 20 nicht beschädigt wird.
Die Klappenventile 54 können billige Klappenventile 54 ohne Antrieb sein, so dass bei geringer Ausgangsleistung, während der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 nicht aktiv ist, der erste Zentrifugalströmungskompressor 16 wirksam Luft durch den Einlass 12 ansaugt, um den Druckverlust beim Ansaugen durch den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 allein zu vermindern. Wenn der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 aktiv ist, dann drückt der Speisedruck die Klappenventile 54 in die erste Stellung, um einen Leckstrom von Luft durch den Einlass 12 zu verhindern.
Die Klappenventil2 54 können durch angetriebene Stellglieder (nicht dargestellt) betätigt werden, beispielsweise durch hydraulische, pneumatische, elektrische oder mechanische Kolbenantriebe.
Es ist möglich, in den Einlass 46 eingezogene Luft zu benutzen, um den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 anzutreiben, wenn die zweite Axialströmungsturbine 26 den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 nicht antreibt, um den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 auf einer beträchtlichen Drehzahl zu halten. Dies vermindert die Zeitverzögerung beim Ansprechen der Gasturbine, die auftreten könnte, wenn der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 aus dem Ruhezustand beschleunigt wird, und es wird auch die Abnutzung der Kupplung 60 und der Getriebe 36 und 64 vermindert.
Die Anordnung ermöglicht es auch, Anzapfluft vom Kanal 14 zwischen dem zweiten Radialströmungskompressor 48 und dem ersten Radialströmungskompressor 16 oder vom stromabwärtigen Ende des ersten Radialströmungskompressors 16 der Gasturbine 10 mit sehr unterschiedlichen Drücken und Ausgangsleistungen abzuziehen. Dies ist insbesondere für eine Flugzeug-Hilfs-Gasturbine geeignet.
Eine weitere Gasturbine 410 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 5 dargestellt, wo gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die 5 entspricht der 4, und sie unterscheidet sich hiervon dadurch, dass keine zweite Turbine vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Radialströmungsturbine 24 so angeordnet, dass sie eine Abtriebswelle 70 über die Welle 30 und ein kontinuierlich veränderbares Getriebe 68 einstellt. Die erste Radialströmungsturbine 24 treibt den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 über die Welle 30 an, die mit einer Koaxialwelle 62 gekuppelt ist. Die Welle 62 treibt ein Getriebe 64 an, und das Getriebe 64 treibt seinerseits eine Welle 66 an, auf der der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 angeordnet ist. Außerdem ist hier kein Rohr 112 und kein Ventil 114 vorgesehen.
Eine weitere gemäß der Erfindung ausgebildete Gasturbine 510 ist in 6 dargestellt, wo gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die 6 entspricht der 1, und sie unterscheidet sich von dieser Anordnung dadurch, dass keine zweite Turbine vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Radialströmungsturbine 24 so angeordnet, dass sie einen elektrischen Generator 72, beispielsweise einen Hochfrequenzgenerator, über die Welle 30 antreibt. Der elektrische Generator 72 liefert elektrische Leistung über eine Leistungselektronik 74 an elektrische Versorgungsleitungen 76. Die erste Radialströmungsturbine 24 ist so angeordnet, dass sie den zweiten Zentrifugalströmungskompressor 48 über die Welle 30 antreibt, die mit einer Koaxialwelle 62 gekuppelt ist. Die Welle 62 treibt ein Getriebe 64 an, und das Getriebe 64 treibt seinerseits eine Welle 66 an, auf der der zweite Zentrifugalströmungskompressor 48 festgelegt ist. Außerdem ist hier kein Rohr 112 und kein Ventil 114 vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit dem Einspritzen von Wasser in die Gasturbine beschrieben, es ist jedoch auch möglich, andere geeignete Flüssigkeiten zu benutzen, die verdampfen, um die Luft oder das Arbeitsfluid abzukühlen, das der Verbrennungsvorrichtung zugeführt wird.
Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit der Bezugnahme auf einen ersten Zentrifugalströmungskompressor beschrieben, es ist jedoch in gleicher Weise auch möglich, einen ersten Axialströmungskompressor vorzusehen. Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einem zweiten Zentrifugalströmungskompressor beschrieben wurde, so ist es in gleicher Weise möglich, einen zweiten Axialströmungskompressor zu benutzen. Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einer ersten Radialströmungsturbine beschrieben, es ist jedoch in gleicher Weise auch möglich, eine zweite Axialströmungsturbine zu benutzen. Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf eine zweite Axialströmungsturbine beschrieben, es ist jedoch auch möglich, stattdessen eine zweite Radialströmungsturbine vorzusehen.

Claims

Gasturbine (10), umfassend einen ersten Kompressor (16), eine Verbrennungsvorrichtung (22) und eine erste Turbine (24), die in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die erste Turbine (24) den ersten Kompressor (16) antreibt und der erste Kompressor (16) einstellbare Einlassleitschaufeln (38) aufweist und die erste Turbine (24) einstellbare Einlassleitschaufeln (42) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kompressor (48) stromauf des ersten Kompressors (16) angeordnet ist, dass ein Hilfseinlass (12) stromauf des ersten Kompressors (16) und stromab des zweiten Kompressors (48) angeordnet ist, dass Ventilmittel (54) stromauf des ersten Kompressors (16) und stromab des zweiten Kompressors (48) angeordnet sind, wobei die Ventilmittel (54) zwischen einer ersten Stellung, in der der zweite Kompressor (48) den ersten Kompressor (16) mit einem Fluid speist und einer zweiten Stellung beweglich sind, in der der zweite Kompressor (48) den ersten Kompressor (16) nicht mit dem Fluid speist und der Hilfseinlass (12) dem ersten Kompressor (16) ein Fluid zuführt und dass selektiv antreibbare Mittel (60) vorgesehen sind, um selektiv den zweiten Kompressor (48) anzutreiben.
Gasturbine nach Anspruch 1, bei welcher eine zweite Turbine (26) stromab der ersten Turbine (24) angeordnet ist und die zweite Turbine (26) einstellbare Einlassleitschaufeln (44) besitzt.
Gasturbine nach Anspruch 2, bei welcher die zweite Turbine (26) eine Abtriebswelle (30) antreibt.
Gasturbine nach Anspruch 3, bei welcher die zweite Turbine (26) die Abtriebswelle (32) über ein Getriebe (36) antreibt.
Gasturbine nach Anspruch 4, bei welcher die zweite Turbine (26) den zweiten Kompressor (48) über das Getriebe (36) antreibt.
Gasturbine nach Anspruch 1, bei welcher die erste Turbine (24) eine Abtriebswelle (30) antreibt.
Gasturbine nach Anspruch 6, bei welcher die erste Turbine (24) die Abtriebswelle (70) über ein Getriebe (68) antreibt.
Gasturbine nach den Ansprüchen 6 oder 7, bei welcher die erste Turbine (24) den zweiten Kompressor (48) über ein zweites Getriebe (64) antreibt.
Gasturbine nach Anspruch 5, bei welcher eine zweite Turbine (26) vorgesehen ist, um den zweiten Kompressor (48) über ein zweites Getriebe (64) anzutreiben.
Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher die selektiven Antriebsmittel (60) eine Kupplung umfassen.
Gasturbine nach Anspruch 3, 4 oder 6, bei welcher die Abtriebswelle (30) einen elektrischen Generator (72) antreibt.
Gasturbine nach Anspruch 11, bei welcher die selektiven Antriebsmittel einen durch die Abtriebswelle (30) angetriebenen elektrischen Generator (72) und einen Elektromotor aufweisen, der den zweiten Kompressor (48) antreibt.
Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welcher die Ventilmittel (54) wenigstens ein schwenkbar gelagertes Klappenventil aufweisen.
Gasturbine nach Anspruch 13, bei welcher die Ventilmittel (54) eine Mehrzahl von Klappenventilen aufweisen.
Gasturbine nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, bei welcher Mittel vorgesehen sind, um selektiv die Ventilmittel (54) zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen.
Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welcher ein Wärmeaustauscher (20) zwischen dem ersten Kompressor (16) und der Verbrennungsvorrichtung (22) vorgesehen ist.
Gasturbine nach Anspruch 16, welche Mittel aufweist, um eine Kühlflüssigkeit in die Gasturbine (10) einzuspritzen, wobei die Mittel (84, 86, 88, 94, 102) zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit derart angeordnet sind, dass sie das Kühlmittel stromauf des ersten Kompressors (16) in den ersten Kompressor (16) zwischen dem ersten Kompressor (16) und dem Wärmeaustauscher (20) und in den Wärmeaustauscher (20) einspritzen.
Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, welche Mittel aufweist, um eine Kühlflüssigkeit in die Gasturbine (10) einzuspritzen, wobei die Mittel (84, 86, 108, 116) zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Kühlflüssigkeit zwischen der Verbrennungsvorrichtung (22) und der ersten Turbine (24), in die erste Turbine (24) oder zwischen die erste Turbine (24) und den Wärmeaustauscher (20) eingespritzt wird.
Gasturbine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, welche Mittel aufweist, um eine Kühlflüssigkeit in die Gasturbine (10) einzuspritzen, wobei die Mittel (84, 86, 112) zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit so angeordnet sind, dass Kühlflüssigkeit zwischen die erste Turbine (24) und die zweite Turbine (26) eingespritzt wird.
Gasturbine nach Anspruch 16 in Abhängigkeit von einem der Ansprüche 2 bis 5, welche Mittel aufweist, um eine Kühlflüssigkeit in die Gasturbine (10) einzuspritzen, wobei die Mittel (84, 86, 108, 112, 116) zum Einspritzen der Kühlflüssigkeit so angeordnet sind, dass die Kühlflüssigkeit zwischen die Verbrennungsvorrichtung (22) und die erste Turbine (24), in die erste Turbine (24) hinein zwischen die erste Turbine (24) und die zweite Turbine (26), in die zweite Turbine (26) hinein oder zwischen die zweite Turbine (26) und den Wärmeaustauscher (20) eingespritzt wird.
Gasturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei welcher ein Diffusor zwischen dem ersten Kompressor (16) und der Verbrennungsvorrichtung (22) vorgesehen ist und dieser Diffusor Leitschaufeln (40) zur Veränderung der Querschnittsfläche aufweist.